JP4579606B2 - robot - Google Patents
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Description
本発明は、アームを有するロボットの関する。特に、被搬送物を予め定める搬送経路に沿って搬送する搬送ロボットに関する。 The present invention relates to a robot having an arm. In particular, the present invention relates to a transport robot that transports an object to be transported along a predetermined transport path.
自動車などの生産設備では、車両のボディを搬送する搬送ロボットが設けられる。ボディは、搬送経路上の予め定める位置に搬送されると、加工ロボットによって加工される。従来技術の搬送ロボットは、搬送経路上に複数設けられる。搬送方向上流X2の搬送ロボットは、搬送するボディを搬送方向下流X1の搬送ロボットに受渡す。これによってボディを搬送経路に沿って順次搬送する(たとえば特許文献1参照)。 In a production facility such as an automobile, a transfer robot for transferring a vehicle body is provided. When the body is transported to a predetermined position on the transport path, it is processed by the processing robot. A plurality of conventional transfer robots are provided on the transfer path. The transport robot upstream X2 in the transport direction delivers the body to be transported to the transport robot downstream X1 in the transport direction. As a result, the body is sequentially transported along the transport path (see, for example, Patent Document 1).
図23は、従来技術の搬送ロボット20を示す正面図である。搬送ロボット20は、平行リンク機構6,11の関節を駆動することで、被搬送物21を搬送する。また搬送ロボット20は、被搬送物21を加工するために、搬送先で被搬送物21を支持するように構成される。
FIG. 23 is a front view showing a
従来技術の搬送ロボット20は、ボディなどの重量の大きい被搬送物21を搬送可能となるように、2つの平行リンク機構6,11が設けられる。第1平行リンク機構6は、第1下部リンク2と、第1上部リンク3とを有し、第1下部リンク2と第1上部リンク3との間を連結する第1アーム4および第1補助リンク5をさらに有する。
The
第2平行リンク機構11は、第2下部リンク7と、第1上部リンク3に固定された第2上部リンク8とを有し、第2下部リンク7と第2上部リンク8との間を連結する第2アーム9および第2補助リンク10をさらに有する。
The second
また搬送ロボット20は、第1下部リンク2に対して第1アーム4を角変位駆動する第1駆動部と、第2上部リンク8に対して第2アーム9を角変位駆動する第2駆動部とをさらに含む。
The
このような構成の搬送ロボット20は、四節回転機構の関節を駆動して被搬送物21を搬送する構成であるので、被搬送物21として搬送可能な可搬質量を大きくすることができる。しかしながら、四節回転機構とすると構造が複雑となり、搬送ロボット20が大型化するという問題がある。
Since the
したがって本発明の目的は、可搬質量が大きくかつ小型化が可能なロボットを提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a robot that has a large payload and can be miniaturized.
本発明は、被搬送物を保持した状態で、水平方向に搬送する搬送ロボットであり、
基部と、
一端部が基部に連結され、基部に対して変位可能に設けられるアームと、
基部に対してアームを変位駆動するアーム駆動手段と、
基台に連結され、アームの他端部が基部に対して水平方向に離反した状態でアームに当接し、アームの姿勢を維持するために必要な力の一部をアームに与えるアーム姿勢維持手段であって、
貫通孔が形成されるつば部と前記アームに当接する当接部とを含む当接体と、
内部空間が形成され、前記つば部を内部空間に収容するとともに、前記当接体を、予め定める変位方向に変位可能に、滑り軸受を介して保持する保持体と、
前記保持体の内部空間に収容され、当接体の前記予め定める変位方向への変位量に応じた反力を前記当接体に与える反力発生体とを備え、
前記アームに与える力は、アーム駆動手段の最大駆動力よりも小さく設定され、かつ調整可能であり、
前記つば部の移動に伴う前記保持体の内部空間における空気の移動を抑制することによって、前記当接体の前記予め定める変位方向への移動に関してダンピング性を実現するアーム姿勢維持手段とを含み、
アーム姿勢維持手段が当接するアームの部分と、前記当接部との少なくともいずれか一方は、その外周面が曲面に形成されることを特徴とするロボットである。
The present invention is a transport robot that transports in a horizontal direction while holding a transported object,
The base,
An arm having one end connected to the base and displaceable with respect to the base;
Arm driving means for displacing the arm with respect to the base, and
Arm posture maintaining means that is connected to the base and abuts against the arm in a state where the other end of the arm is separated from the base in the horizontal direction, and provides a part of the force necessary to maintain the posture of the arm Because
A contact body including a flange portion in which a through hole is formed and a contact portion that contacts the arm;
An internal space is formed, the collar portion is accommodated in the internal space, and the abutment body is held via a sliding bearing so as to be displaceable in a predetermined displacement direction; and
A reaction force generating body that is accommodated in an internal space of the holding body and applies a reaction force according to a displacement amount of the contact body in the predetermined displacement direction to the contact body;
The force applied to the arm is set smaller than the maximum driving force of the arm driving means and can be adjusted,
Arm posture maintaining means for realizing damping performance with respect to movement of the contact body in the predetermined displacement direction by suppressing movement of air in the internal space of the holding body accompanying movement of the collar portion;
At least one of the arm portion with which the arm posture maintaining means abuts and the abutting portion is a robot characterized in that its outer peripheral surface is formed into a curved surface .
本発明に従えば、アーム駆動手段によってアームを変位することによって、アームを予め定める経路に沿って移動させることができる。アームの他端部は、基部に対して予め定める方向に離反した状態で、アーム姿勢維持手段に当接する。アーム姿勢維持手段が、アームに力を与えることによって、アーム駆動手段は、アームの姿勢を維持するために必要な駆動力が小さくてすむ。すなわち、小さい駆動力を有する駆動手段をアーム駆動手段として用いて、アームの姿勢を維持することができる。また小さい剛性のアームを用いることができ、従来技術のようにアーム構成を複雑化する必要がない。 According to the present invention, the arm can be moved along a predetermined path by displacing the arm by the arm driving means. The other end of the arm is in contact with the arm posture maintaining means in a state separated from the base in a predetermined direction. When the arm posture maintaining means applies a force to the arm, the arm driving means needs a small driving force for maintaining the posture of the arm. That is, the posture of the arm can be maintained by using a driving unit having a small driving force as the arm driving unit. Moreover, a small rigid arm can be used, and it is not necessary to make an arm structure complicated like the prior art.
またアーム姿勢維持手段からアームに力が与えられた状態であっても、アーム駆動手段がアームに駆動力を与えつづける。これによってアーム姿勢維持手段にアームを当接する前後で、アーム駆動手段の制御方法を変更する必要がない。 Even when a force is applied to the arm from the arm posture maintaining unit, the arm driving unit continues to apply the driving force to the arm. Thus, it is not necessary to change the control method of the arm driving means before and after the arm is brought into contact with the arm posture maintaining means.
また、アーム姿勢維持手段によってアームに力を与えることによって、重力に起因してアームに力が与えられる場合に、小さい駆動力を有するアーム駆動手段を用いて、アームの姿勢を維持することができる。 Further , by applying a force to the arm by the arm posture maintaining means, when the force is applied to the arm due to gravity, the arm posture can be maintained using the arm driving means having a small driving force. .
また、アームが当接体に当接すると、アームから与えられる力によって当接体は、変位方向一方に変位する。当接体は、自然状態から変位方向一方に変位する変位量に応じた反力、すなわち変位方向他方の力をアームに与える。当接体がアームに与える力は、当接体の変位方向の変位量が大きくなるにつれて大きくなる。アームは、アーム駆動手段の駆動力と、当接体から与えられる反力とによって変位方向他方に向かう力が与えられるとともに、重力などによって変位方向一方に向かう力が与えられる。これによってアームに与えられる力が釣合い、アームの姿勢が維持される。 Further , when the arm comes into contact with the contact body, the contact body is displaced in one direction of displacement by a force applied from the arm. The contact body applies a reaction force corresponding to the amount of displacement displaced in the displacement direction from the natural state, that is, the other force in the displacement direction to the arm. The force applied to the arm by the contact body increases as the displacement amount of the contact body in the displacement direction increases. The arm is given a force in the other direction of displacement by the driving force of the arm driving means and a reaction force given from the contact body, and a force in one direction of the displacement is given by gravity or the like. As a result, the force applied to the arm is balanced and the posture of the arm is maintained.
当接体は、変位方向に変位可能に設けられ、変位方向の変位量が変化することによってアームに与える力が変化する。したがってアームに装着される被搬送物の重量が変化した場合であっても、つりあう状態が存在する。したがって被搬送物の重量が変化しても、アームの姿勢を維持することができ、汎用性を向上することができる。また当接体が変位方向に変位可能であることによって、アームが当接体に当接する許容範囲が広くなり、アームを当接体に当接させる位置を正確に教示しなくてもよい。
また、アーム姿勢維持手段が基台に連結されることによって、アーム姿勢維持手段が基台に対して別体に設けられる場合に比べて、アーム姿勢維持手段とアームとの位置合わせを別途行う必要がない。アーム姿勢維持手段にアームが当接するアーム当接位置を予め設定することが可能であり、ロボットの設置現場でアーム当接位置を決定する必要がない。またアーム姿勢維持手段がアームと別体に設けられることによって、アーム姿勢維持手段がアームに搭載される場合に比べて、アームを軽量化することができ、アーム駆動手段の負荷を減らすことができる。
また、ロボットが被搬送物を保持した状態から被搬送物を他のロボットに受渡した場合などには、アームに与えられる下向きの力が低下する。このとき、アーム姿勢維持手段がアームに力を与えていると、アーム姿勢維持手段がアームに与える力のほうが、アームがアーム姿勢維持手段に与える力よりも大きくなる。本発明では、アーム姿勢維持手段がアームに与える力は、アーム駆動手段の最大駆動力よりも小さく設定される。したがって仮に、アーム姿勢維持手段がアームに与える力のほうが、アームがアーム姿勢維持手段に与える力よりも大きくなっても、アーム駆動手段の駆動力によってアームが上方に変位することを阻止することができる。なお、アームに与えられる力が上下方向以外の方向の力であっても同様の効果を得ることができる。
また、アーム姿勢維持手段によってアームに与える力を調整することによって、搬送すべき被搬送物の重量が変更される場合であっても、柔軟に対応することができ、汎用性を向上することができる。
また、アームとアーム姿勢維持手段とを点接触または線接触させることができる。アームは、アーム姿勢維持手段が力を与える方向に対して斜めに移動してアーム姿勢維持手段に当接し、アーム姿勢維持手段を摺動して、予め定められる当接位置に移動する場合がある。このような場合、アームとアーム姿勢維持手段とを点接触または線接触させることによって、アームとアーム姿勢維持手段とを接触させた後、アームを当接位置まで滑らかに移動させることができる。これによってアームとアーム姿勢維持手段との当接部分の損傷を低減することができる。
また、当接体は、当接体の変位方向に交差する力がアームから与えられた場合でも、滑り軸受によって円滑に変位方向に移動することができる。アームは、アーム姿勢維持手段が力を与える方向に対して斜めに移動してアーム姿勢維持手段に当接し、アーム姿勢維持手段を摺動して、予め定められる当接位置に移動する場合がある。このような場合、当接体が変位方向に円滑に移動可能に構成されるので、アームの進入方向にかかわらず、当接体を変位方向に変位させることができる。
また、当接体がダンピング性を有するので、当接体が急激に変位することを防ぐことができる。これによって当接体とアームとが衝突した場合、および当接体からアームが離反した場合など、当接体に与えられる力が変化した場合に、当接体が振動することを抑えることができる。
また、ロボットは、搬送ロボットであり、アームに被搬送物を保持させて、被搬送物を搬送経路上流から搬送経路下流に搬送させる。本実施の形態のロボットは、基部、たとえば基台に対して水平方向に離反した位置にアームを移動させることができ、被搬送物を低い姿勢で、水平方向に移動させることができる。
The abutting body is provided so as to be displaceable in the displacement direction, and the force applied to the arm changes as the displacement amount in the displacement direction changes. Therefore, even when the weight of the object to be transported mounted on the arm changes, there is a balanced state. Therefore, even if the weight of the conveyed object changes, the posture of the arm can be maintained and versatility can be improved. Further, since the contact body can be displaced in the displacement direction, an allowable range in which the arm contacts the contact body is widened, and the position where the arm is contacted with the contact body need not be taught accurately.
Further, since the arm posture maintaining means is connected to the base, the arm posture maintaining means and the arm need to be separately aligned as compared with the case where the arm posture maintaining means is provided separately from the base. There is no. The arm contact position with which the arm contacts the arm posture maintaining means can be set in advance, and there is no need to determine the arm contact position at the installation site of the robot. Further, by providing the arm posture maintaining means separately from the arm, it is possible to reduce the weight of the arm and to reduce the load on the arm driving means compared to the case where the arm posture maintaining means is mounted on the arm. .
In addition, when the robot delivers the object to be transferred from the state where the robot holds the object to be conveyed, the downward force applied to the arm is reduced. At this time, if the arm posture maintaining unit applies a force to the arm, the force that the arm posture maintaining unit applies to the arm is larger than the force that the arm applies to the arm posture maintaining unit. In the present invention, the force applied to the arm by the arm posture maintaining means is set smaller than the maximum driving force of the arm driving means. Therefore, even if the force that the arm posture maintaining means gives to the arm is larger than the force that the arm gives to the arm posture maintaining means, it is possible to prevent the arm from being displaced upward by the driving force of the arm driving means. it can. The same effect can be obtained even if the force applied to the arm is a force in a direction other than the vertical direction.
Further, by adjusting the force applied to the arm by the arm posture maintaining means, even when the weight of the object to be conveyed is changed, it is possible to flexibly cope with it and improve versatility. it can.
Further, the arm and the arm posture maintaining means can be brought into point contact or line contact. In some cases, the arm moves obliquely with respect to the direction in which the arm posture maintaining means applies the force, contacts the arm posture maintaining means, and slides the arm posture maintaining means to move to a predetermined contact position. . In such a case, by bringing the arm and the arm posture maintaining means into point contact or line contact, the arm can be smoothly moved to the contact position after the arm and the arm posture maintaining means are brought into contact with each other. As a result, damage to the contact portion between the arm and the arm posture maintaining means can be reduced.
Further, even when a force that intersects the displacement direction of the contact body is applied from the arm, the contact body can be smoothly moved in the displacement direction by the sliding bearing. In some cases, the arm moves obliquely with respect to the direction in which the arm posture maintaining means applies the force, contacts the arm posture maintaining means, and slides the arm posture maintaining means to move to a predetermined contact position. . In such a case, since the contact body is configured to be able to move smoothly in the displacement direction, the contact body can be displaced in the displacement direction regardless of the approach direction of the arm.
Moreover, since the contact body has damping properties, it is possible to prevent the contact body from being suddenly displaced. As a result, it is possible to prevent the contact body from vibrating when the force applied to the contact body changes, such as when the contact body collides with the arm or when the arm is separated from the contact body. .
Further, the robot is a transfer robot that holds an object to be transferred on the arm and transfers the object to be transferred from the upstream side of the transfer path to the downstream side of the transfer path. The robot according to the present embodiment can move the arm to a position separated from the base, for example, the base in the horizontal direction, and can move the conveyed object in the horizontal direction with a low posture.
また本発明は、基台と、
基台に設けられる下部リンクと、
下部リンクの上方に設けられる上部リンクと、
下部リンクと上部リンクとを連結し、上部リンクおよび下部リンクに対して変位自在に設けられる第1アームと、
下部リンクと上部リンクとを連結し、上部リンクおよび下部リンクに対して変位自在に設けられる補助リンクと、
一端部が上部リンクに連結され、上部リンクに対して変位自在に設けられる第2アームと、
第1アームを下部リンクに対して変位駆動する第1アーム駆動手段と、
第2アームを上部リンクに対して変位駆動する第2アーム駆動手段とを含み、
アーム姿勢維持手段は、第2アームの他端部が上部リンクに対して水平方向に離反した状態で、第2アームに当接することを特徴とする。
The present invention also includes a base,
A lower link provided on the base,
An upper link provided above the lower link;
A first arm that connects the lower link and the upper link, and is displaceable with respect to the upper link and the lower link;
An auxiliary link that connects the lower link and the upper link, and is provided so as to be displaceable with respect to the upper link and the lower link;
A second arm having one end connected to the upper link and being displaceable with respect to the upper link;
First arm driving means for displacing and driving the first arm with respect to the lower link;
Second arm driving means for driving the second arm to move relative to the upper link;
The arm posture maintaining means contacts the second arm in a state where the other end of the second arm is separated from the upper link in the horizontal direction.
本発明に従えば、上部リンクと下部リンクと第1アームと補助リンクとで、四節回転機構、いわゆるハイブリットリンクを構成する。これによって四節回転機構を用いない直動リンク機構、いわゆるシリアルリンクを構成するロボットに比べて、小さい駆動力を有する駆動手段によって第1アーム駆動手段を実現することができる。また上部リンクに対して第2アームを変位させて、第2アームの他端部を上部リンクに対して水平方向に離反した場合、第2アームは、アーム姿勢維持手段によって上方に向かう力が与えられる。これによって小さい駆動力を有する駆動手段によって、第2アーム駆動手段を実現することができる。 According to the present invention, the upper link, the lower link, the first arm, and the auxiliary link constitute a four-bar rotation mechanism, a so-called hybrid link. As a result, the first arm driving means can be realized by a driving means having a small driving force compared to a linear link mechanism that does not use a four-bar rotation mechanism, that is, a robot that constitutes a so-called serial link. Further, when the second arm is displaced with respect to the upper link and the other end of the second arm is separated from the upper link in the horizontal direction, the second arm is given an upward force by the arm posture maintaining means. It is done. Accordingly, the second arm driving means can be realized by the driving means having a small driving force.
また本発明は、第2アームに連結され、第2アームに対して変位自在に設けられる第3アームと、
第3アームに連結され、第3アームに対して変位自在に設けられる第4アームと、
第3アームを第2アームに対して変位駆動する第3アーム駆動手段と、
第4アームを第3アームに対して変位駆動する第4アーム駆動手段とをさらに含み、
第3アームおよび第4アームは、第2アームがアーム姿勢維持手段に当接した状態で変位自在に設けられることを特徴とする。
The present invention also includes a third arm connected to the second arm and provided to be displaceable with respect to the second arm;
A fourth arm connected to the third arm and provided to be displaceable with respect to the third arm;
Third arm driving means for driving the third arm to move relative to the second arm;
And fourth arm driving means for driving the fourth arm to move relative to the third arm,
The third arm and the fourth arm are provided so as to be displaceable in a state where the second arm is in contact with the arm posture maintaining means.
本発明に従えば、第2アームがアーム姿勢維持手段に当接した状態で、第3アームおよび第4アームを連動して変位させることによって、第4アームの先端部を基台に対して水平方向に離反させることができる。また第1アーム部は、四節回転機構を有する。したがって第4アームの先端部が基台に対して水平方向に離反した姿勢を保った状態であっても、第1および第2アーム駆動手段に必要な駆動力を小さくすることができる。また第2アームよりも第4アームの先端部を水平方向に離れた状態で、任意の位置に移動させることができる。 According to the present invention, the third arm and the fourth arm are displaced in conjunction with each other while the second arm is in contact with the arm posture maintaining means, so that the tip end of the fourth arm is horizontal with respect to the base. Can be separated in the direction. The first arm portion has a four-bar rotation mechanism. Therefore, the driving force required for the first and second arm driving means can be reduced even when the distal end of the fourth arm is in a state of being separated from the base in the horizontal direction. Further, the tip of the fourth arm can be moved to an arbitrary position with the tip end of the fourth arm separated from the second arm in the horizontal direction.
また本発明は、第4アームに変位自在に設けられ、被搬送物を保持する保持手段が装着される姿勢調整体と、
姿勢調整体を第4アームに対して変位駆動する姿勢調整体駆動手段とをさらに含むことを特徴とする。
In addition, the present invention provides a posture adjusting body that is provided on the fourth arm so as to be displaceable and to which holding means for holding a conveyed object is attached,
It further includes posture adjusting body driving means for driving the posture adjusting body to move with respect to the fourth arm.
本発明に従えば、姿勢調整体駆動手段を用いて姿勢調整体を変位することによって、第4アームが変位した場合であっても、被搬送物の姿勢を一定に保つことができる。これによって被搬送物の姿勢を一定に保った状態で、被搬送物を移動させることができる。 According to the present invention, by displacing the posture adjusting body using the posture adjusting body driving means, the posture of the conveyed object can be kept constant even when the fourth arm is displaced. As a result, the object to be conveyed can be moved while the posture of the object to be conveyed is kept constant.
本発明によれば、小さい駆動力の駆動手段をアーム駆動手段として用いるとともに、小さい剛性のアームを用いて、アームの姿勢を維持することができる。すなわちアーム駆動手段を小型化することができ、ロボットを小型化することができる。また従来技術のようにアームの姿勢を維持するためにアーム構成を複雑にする必要がない。またアーム駆動手段についても複雑な制御を行う必要がない。したがって簡単な構成で、可搬質量が大きく、かつ小型化が可能なロボットを実現することができる。 According to the present invention, a driving unit having a small driving force can be used as an arm driving unit, and the posture of the arm can be maintained using a small rigid arm. That is, the arm driving means can be reduced in size, and the robot can be reduced in size. Further, it is not necessary to make the arm configuration complicated in order to maintain the posture of the arm as in the prior art. Further, it is not necessary to perform complicated control for the arm driving means. Therefore, it is possible to realize a robot that has a simple configuration, a large payload, and that can be miniaturized.
また、重力に起因してアームに与えられる力が大きい場合であっても、小さい駆動力を有するアーム駆動手段を用いて、アームの姿勢を維持することができる。たとえば本発明のロボットが搬送ロボットの場合、被搬送物の重量が大きい場合であっても被搬送物がベースとなる部分から水平方向に離れた状態で、その姿勢を維持することができる。また本発明のロボットが加工ロボットの場合、加工装置部分が大きい場合であってもロボットの姿勢を任意の位置で維持することができる。
また、アーム姿勢維持手段が基台に連結されることによって、アーム姿勢維持手段が基台に対して別体に設けられる場合に比べて、アーム姿勢維持手段とアームとの位置合わせを別途行う必要がない。したがって、アーム姿勢維持手段にアームが当接するアーム当接位置が予め設定されており、ロボットの設置現場でアーム当接位置を決定する必要がない。またアーム姿勢維持手段がアームと別体に設けられることによって、アーム姿勢維持手段がアームに搭載される場合に比べて、アームを軽量化することができ、アーム駆動手段の負荷を減らすことができる。
また、アーム姿勢維持手段によってアームに与える力が、アーム駆動手段の駆動力よりも小さく設定されることによって、アームに与えられる変位方向一方、たとえば下方向きの力が変動した場合であっても、アームの姿勢を維持することができる。これによってアームの振動を抑えて、ロボットによる搬送または加工などの作業性を向上することができる。
また、アーム姿勢維持手段によってアームに与えられる力を調整することによって、被搬送物の重量の変化に対応することができ、汎用性を向上することができる。
また、アームとアーム姿勢維持手段との少なくとも一方の外周面が曲面に形成されることによって、アームがアーム姿勢維持手段を摺動させて予め定める当接位置に滑らかに移動させることができる。これによってアームを当接位置に正確に移動させることができ、アーム姿勢維持手段からアームに確実に力を与えることができる。
また、アームが当接体に対して離れた位置から、当接体の変位方向に交差する方向に進んで、当接体に当接した場合であっても、当接体は、滑り軸受によってこじれ力の発生が抑えられて、変位方向に円滑に変位する。これによってアームの移動方向にかかわらず、当接体を変位方向に変位させることができる。すなわちアーム姿勢維持手段からアームに力を確実に与えることができる。なお、滑り軸受は、保持体のうち、当接体の変位方向両側にそれぞれ設けられることが好ましい。これによって変位方向に交差する方向の力に対して、さらに円滑に当接体を変位移動させることができる。
また、当接体がダンピング性を有するので、当接体が急激に変位することを防ぐことができる。また当接体が振動することを防ぐことができる。これによって当接体が振動した状態でアームが当接することを防ぎ、アームまたは当接体の破損を防止することができる。また当接体の急激な変位がアームに伝わることを防ぐことができる。たとえばアーム姿勢維持手段によってアームに力を与えた状態で、アームが保持した被搬送物を他のロボットに受渡した場合、アームが振動することを防ぐことができる。
また、ロボットは、搬送ロボットであり、被搬送物を保持させて、被搬送物を搬送方向上流から搬送方向下流に搬送させる。ロボットは、基台に対して水平方向に離反した位置にアームを移動させることができるので、被搬送物を低い姿勢で、水平方向に移動させることができる。これによって搬送に必要なロボットの占有領域を小さくすることができる。また搬送時に他の加工ロボットで加工を施す場合、高さが低い加工ロボットを用いることができる。
Also, due to gravity even when a large force applied to the arm, with the arm driving means having a small driving force, it is possible to maintain the posture of the arm. For example, when the robot of the present invention is a transfer robot, even if the object to be transferred is heavy, the posture can be maintained in a state where the object to be transferred is separated from the base portion in the horizontal direction. When the robot of the present invention is a processing robot, the posture of the robot can be maintained at an arbitrary position even when the processing device portion is large.
Further, since the arm posture maintaining means is connected to the base, the arm posture maintaining means and the arm need to be separately aligned as compared with the case where the arm posture maintaining means is provided separately from the base. There is no. Therefore, the arm contact position where the arm contacts the arm posture maintaining means is set in advance, and it is not necessary to determine the arm contact position at the installation site of the robot. Further, by providing the arm posture maintaining means separately from the arm, it is possible to reduce the weight of the arm and to reduce the load on the arm driving means compared to the case where the arm posture maintaining means is mounted on the arm. .
In addition, even if the force applied to the arm by the arm posture maintaining means is set to be smaller than the driving force of the arm driving means, one of the displacement directions given to the arm, for example, the downward force varies, The posture of the arm can be maintained. As a result, vibration of the arm can be suppressed, and workability such as conveyance or processing by the robot can be improved.
Further, by adjusting the force applied to the arm by the arm posture maintaining means, it is possible to cope with a change in the weight of the conveyed object, and to improve versatility.
Further, since at least one outer peripheral surface of the arm and the arm posture maintaining means is formed into a curved surface, the arm can smoothly move to the predetermined contact position by sliding the arm posture maintaining means. Accordingly, the arm can be accurately moved to the contact position, and a force can be reliably applied to the arm from the arm posture maintaining means.
Further, even when the arm advances from a position away from the contact body in a direction crossing the displacement direction of the contact body and contacts the contact body, the contact body is supported by a sliding bearing. Generation of twisting force is suppressed, and the displacement is smoothly performed in the displacement direction. Accordingly, the contact body can be displaced in the displacement direction regardless of the moving direction of the arm. That is, a force can be reliably applied to the arm from the arm posture maintaining means. In addition, it is preferable that a sliding bearing is each provided in the displacement direction both sides of a contact body among holding bodies. As a result, the contact body can be displaced more smoothly with respect to the force in the direction intersecting the displacement direction.
Moreover, since the contact body has damping properties, it is possible to prevent the contact body from being suddenly displaced. Moreover, it can prevent that a contact body vibrates. As a result, it is possible to prevent the arm from coming into contact with the contact body vibrating, and to prevent the arm or the contact body from being damaged. Further, it is possible to prevent a sudden displacement of the contact body from being transmitted to the arm. For example, when a transfer object held by the arm is delivered to another robot in a state where a force is applied to the arm by the arm posture maintaining means, the arm can be prevented from vibrating.
Further, the robot is a transfer robot, holds the object to be transferred, and transfers the object to be transferred from the upstream in the transfer direction to the downstream in the transfer direction. Since the robot can move the arm to a position away from the base in the horizontal direction, the robot can move the conveyed object in the horizontal direction with a low posture. As a result, the area occupied by the robot required for conveyance can be reduced. Moreover, when processing with another processing robot at the time of conveyance, a processing robot with low height can be used.
また、当接体が変位方向、たとえば上下方向に変位可能であるので、重量の異なる被搬送物を搬送する場合であっても、アームの姿勢を維持することができ、汎用性を向上することができる。またアームと当接体とを当接させる当接位置を正確に教示しなくても、アームを当接体に当接させることができ、アームの移動経路の教示作業を簡単化することができる。たとえば反力発生体は、コイルバネによって実現される。 Also, the contact member is displaced direction, so for example is displaceable in the vertical direction, even when carrying a different conveyed object heavy, it is possible to maintain the posture of the arm, thereby improving the versatility be able to. Further, the arm can be brought into contact with the contact body without accurately teaching the contact position where the arm and the contact body are brought into contact, and the teaching operation of the movement path of the arm can be simplified. . For example, the reaction force generator is realized by a coil spring.
また本発明によれば、四節回転機構を有するとともにアーム姿勢維持手段を有することによって、小さい駆動力を有する駆動手段によって、第1アーム駆動手段および第2アーム駆動手段を実現することができる。これによって各駆動手段を小型化することができ、ひいてはロボットを小型化することができる。また第2アームの先端を基台に対して水平方向に離反させることができ、水平方向に関する移動可能領域を大きくすることができる。 Further, according to the present invention, the first arm driving means and the second arm driving means can be realized by the driving means having a small driving force by having the four-bar rotation mechanism and the arm posture maintaining means. As a result, each driving means can be reduced in size, and thus the robot can be reduced in size. Further, the tip of the second arm can be moved away from the base in the horizontal direction, and the movable area in the horizontal direction can be increased.
また本発明によれば、第2アームがアーム姿勢維持手段から力を与えられ、四節回転機構を有することで、第4アームの先端を基台に対して水平方向に離反した位置に配置した場合であっても、小さい駆動力を有する駆動手段によって第1および第2アーム駆動手段を実現することができる。また低い剛性の第1アームおよび第2アームを用いることができる。 According to the present invention, the second arm is provided with a force from the arm posture maintaining means and has a four-bar rotation mechanism, so that the tip of the fourth arm is disposed at a position separated from the base in the horizontal direction. Even in this case, the first and second arm driving means can be realized by the driving means having a small driving force. Further, the first arm and the second arm having low rigidity can be used.
またアーム姿勢維持手段によって第2アームに力を与えた状態で、第3アームと第4アームとの移動を連動させることによって、第4アームの先端部の位置を基台に対して低く保った状態で、水平方向に移動させることができる。なお、第3アームは、第2アームの先端部に連結されることが好ましい。これによって第4アームの先端部を水平方向に関してより遠くに移動させることができる。 Further, the position of the tip of the fourth arm is kept low with respect to the base by interlocking the movement of the third arm and the fourth arm in a state where the force is applied to the second arm by the arm posture maintaining means. In the state, it can be moved in the horizontal direction. The third arm is preferably connected to the tip of the second arm. As a result, the tip of the fourth arm can be moved further in the horizontal direction.
たとえば、ロボットが第4アームの先端部に被搬送物を搭載して搬送する場合、搬送物を低い体勢で移動させることができるので、搬送に必要な占有領域を小さくすることができる。また搬送途中で、他の加工ロボットが加工を行う場合、高さの低い加工ロボットを用いることができ、加工ロボットの大型化を防ぐことができる。 For example, when the robot carries and transports a transported object at the tip of the fourth arm, the transported object can be moved with a low posture, so that the occupation area necessary for transport can be reduced. Further, when another processing robot performs processing in the middle of conveyance, a processing robot having a low height can be used, and an increase in size of the processing robot can be prevented.
また本発明によれば、姿勢調整体が変位することによって、第4アームが変位した場合であっても、被搬送物の姿勢を一定に保つことができる。これによって被搬送物の姿勢を一定に保った状態で、被搬送物を移動させることができる。したがってロボットが搬送および加工を行う場合など、作業性を向上することができる。 Moreover, according to this invention, even if it is a case where a 4th arm is displaced by the attitude | position adjustment body displacing, the attitude | position of a to-be-conveyed object can be kept constant. As a result, the object to be conveyed can be moved while the posture of the object to be conveyed is kept constant. Therefore, workability can be improved when the robot carries and processes.
図1は、本発明の実施の一形態である搬送ロボット30を示す正面図である。図2は、搬送ロボット30による被搬送物31の搬送状態を示す正面図である。搬送ロボット30は、複数設けられ、被搬送物31を予め定める搬送径路に沿って移動させる。搬送ロボット30は、搬送方向上流X2の搬送ロボット30から被搬送物31を受取り、受取った被搬送物31を搬送方向下流X1の搬送ロボット30に受渡す。これによって被搬送物31は、搬送経路に沿って順次搬送される。たとえば被搬送物31は、自動車のボディなどの重量が大きいものである。本実施の形態では、被搬送物31は、搬送ロボット30によって搬送される間に、加工位置に配置されて加工ロボットによって加工される。
FIG. 1 is a front view showing a
搬送ロボット30は、搬送現場に固定される基台33と、基台33に対して角変位可能に設けられるアームと、アームを角変位するアーム駆動手段を有する。搬送ロボット30は、アーム駆動手段によってアームを移動させることによって、アームに連結される被搬送物31を搬送経路に沿って移動させる。
The
搬送ロボット30は、基台33と、複数のアームおよびリンク34〜40と、複数のアーム36,38〜40をそれぞれ個別に変位駆動するアーム駆動手段42〜45とを含む。アームおよびリンク34〜40は、下部リンク34と、上部リンク35と、第1アーム36と、補助リンク37と、第2アーム38と、第3アーム39と、第4アーム40とを含む。またアーム駆動手段42〜45は、第1アーム36を変位駆動する第1アーム駆動手段42と、第2アーム38を変位駆動する第2アーム駆動手段43と、第3アーム39を変位駆動する第3アーム駆動手段44と、第4アーム40を変位駆動する第4アーム駆動手段45とを含む。
The
また搬送ロボット30は、保持する被搬送物31の姿勢を保持するために、姿勢調整体41と、姿勢調整体41を変位駆動する姿勢調整体駆動手段46とを含む。姿勢調整対41には、被搬送物31を保持する保持手段であるテーブル50が装着される。
Further, the
基台33は、生産工場などの搬送現場の床32に固定される。下部リンク34は、基台33に対して一体に形成される。上部リンク35は、下部リンク34に対して上方Z1に配置される。下部リンク34および上部リンク35は、互いに平行に延び、本実施の形態では水平にそれぞれ延びる。第1アーム36および補助リンク37は、下部リンク34と上部リンク35とをそれぞれ連結する。上部リンク35は、第1アーム36および補助リンク37によって下部リンク34に連結された状態で、下部リンク34に対して角変位自在に設けられる。
The
このように搬送ロボット30は、下部リンク34、上部リンク35、第1アーム36および補助リンク37によって、四節回転機構、いわゆるハイブリットリンク機構を実現する。上部リンク35は、下部リンク34と平行な状態を保った状態で、基台33に対して搬送方向Xに移動可能となる。なお、搬送方向Xは、被搬送物31が搬送される方向である。本実施の形態では、搬送方向Xは、水平に延びる。
As described above, the
第1アーム36は、下部リンク34の搬送方向一方側端部34aと上部リンク35の搬送方向一方側端部35aとを連結する。第1アーム36は、その一端部36aが下部リンク34の搬送方向一方側部34aに連結され、その他端部36bが上部リンク35の搬送方向一方側端部35aに連結される。第1アーム36は、下部リンク34に設定される第1回転軸線J1まわりに角変位可能に設けられる。また第1アーム36は、上部リンク35に設定される第2回転軸線J2まわりに角変位可能に設けられる。
The
第1回転軸線J1は、水平な方向でかつ、搬送方向Xに垂直な方向である幅方向Yに延び、下部リンク34と第1アーム36との連結部分を通過する。また第2回転軸線J2は、第1回転軸線J1と平行に延び、上部リンク35と第1アーム36の連結部分を通過する。第1アーム駆動手段43は、第1アーム36を第1回転軸線J1まわりに角変位駆動する。
The first rotation axis J1 extends in a horizontal direction and a width direction Y that is a direction perpendicular to the transport direction X, and passes through a connecting portion between the
補助リンク37は、下部リンク34の搬送方向他方側端部34bと上部リンク35の搬送方向他方側端部35bとを連結する。補助リンク37は、その一端部37aが下部リンク34の搬送方向他方側端部34bに連結され、その他端部37bが上部リンク35の搬送方向他方側端部35bに連結される。補助リンク37は、下部リンク34に設定される第3回転軸線J3まわりに角変位可能に設けられる。また補助リンク37は、上部リンク35に設定される第4回転軸線J4まわりに角変位可能に設けられる。
The
第3回転軸線J3は、第1回転軸線J1と平行に延び、下部リンク34と補助リンク37との連結部分を通過する。第4回転軸線J4は、第1回転軸線J1と平行に延び、上部リンク35と補助リンク37との連結部分を通過する。
The third rotation axis J3 extends in parallel with the first rotation axis J1 and passes through a connecting portion between the
第2アーム38〜第4アーム40は、順次連結されて直動リンク機構、いわゆるシリアルリンク機構を実現する。具体的には、第2アーム38は、その一端部38aが上部リンク35の搬送方向中間部35cに連結される。第2アーム38は、上部リンク35に設定される第5回転軸線J5まわりに角変位可能に設けられる。第5回転軸線J5は、第1回転軸線J1と平行に延び、上部リンク35と第2アーム38との連結部分を通過する。第2アーム駆動手段43は、第2アーム38を第5回転軸線J5まわりに角変位駆動する。
The
第3アーム39は、その一端部39aが第2アーム38の他端部38bに連結される。第3アーム39は、第2アーム38に設定される第6回転軸線J6まわりに角変位可能に設けられる。第6回転軸線J6は、第1回転軸線J1と平行に延び、第2アーム38と第3アーム39との連結部分を通過する。第3アーム駆動手段44は、第3アーム39を第6回転軸線J6まわりに角変位駆動する。
One
第4アーム40は、その一端部40aが第2アーム39の他端部39bに連結される。第4アーム40は、第3アーム39に設定される第7回転軸線J7まわりに角変位可能に設けられる。第7回転軸線J7は、第1回転軸線J1と平行に延び、第3アーム39と第4アーム40との連結部分を通過する。第4アーム駆動手段45は、第4アーム40を第7回転軸線J7まわりに角変位駆動する。
One
姿勢調整体41は、第4アーム40の他端部40bに連結される。姿勢調整体41は、第4アーム40に設定される第8回転軸線J8まわりに回転可能に設けられる。第8回転軸線J8は、第1回転軸線J1と平行に延び、第4アーム40と姿勢調整体41との連結部分を通過する。姿勢調整体駆動手段46は、姿勢調整体41を第8回転軸線J8まわりに角変位駆動する。
The
姿勢調整体41は、保持手段が装着される。保持手段は、被搬送物31を着脱自在に保持可能であることが望ましい。本実施の形態は、保持手段は、テーブル50によって実現される。テーブル50は、被搬送物31を乗載するとともに、被搬送物31を着脱自在に保持する保持機構を有してもよい。また姿勢調整体41は、搬送方向Xまわり、幅方向Yまわりおよび上下方向Zまわりの姿勢を手動で調整可能に形成される。これによってテーブル50の位置を微調整して、テーブル50に乗載される被搬送物31を安定して搬送することができる。
The
第1〜第4アーム36,38〜40をそれぞれ個別に変位駆動することによって、テーブル50を任意の高さに保った状態で、水平に移動させることができる。本実施の形態では、第1〜第4アーム36,38〜40および姿勢調整体41を連動してそれぞれ個別に変位駆動させることによって、テーブル50を任意の姿勢および高さに保った状態で、水平に移動させることができる。
By individually displacing and driving the first to
搬送ロボット30は、制御手段55をさらに含む。制御手段55は、第1アーム駆動手段42、第2アーム駆動手段43、第3アーム駆動手段44、第4アーム駆動手段45および姿勢調整体駆動手段46を制御する。たとえば前記各駆動手段42〜46は、サーボモータによって実現され、制御手段55は、ロボットコントローラによって実現される。この場合、ロボットコントローラは、各サーボモータに流す電流を調整する。制御手段55は、被搬送物31を予め定める移動経路に沿って移動するために、各サーボモータに流す電流値を演算し、演算結果に従った電流を各サーボモータに与える。
The
制御手段55は、予め定められるプログラムを記憶する記憶部と、記憶部に記憶されるプログラムを実行する演算部と、演算部の演算結果を出力して各駆動手段42〜46に駆動指令を与える出力部と、操作者からの指示および各駆動手段からの角変位情報を取得する入力部とを備える。記憶部は、メモリによって実現され、演算部は、CPUなどの演算回路によって実現される。
The
制御手段55は、上述したように各アーム駆動手段42〜45を連動して動作させることによって、テーブル50を水平に移動させることができる。さらに姿勢調整体駆動手段46を連動して動作させることによって、被搬送物31の姿勢を一定に保った状態で、テーブル50を水平に移動させることができる。
The control means 55 can move the table 50 horizontally by operating each arm drive means 42-45 in conjunction with each other as described above. Further, by operating the posture adjusting body driving means 46 in conjunction with each other, the table 50 can be moved horizontally while keeping the posture of the conveyed
また搬送ロボット30は、第2アーム38の姿勢を補助するアーム姿勢維持手段60,61を備える。アーム姿勢維持手段60,61は、第2アーム38の他端部38bに当接し、第2アーム38の姿勢を維持するために必要な力の一部を第2アーム38に与える。アーム姿勢維持手段60,61は、基台33に対して搬送方向両方向X1,X2にそれぞれ設けられる。搬送方向下流X1のアーム姿勢維持手段60は、第2アーム38の他端部38bが搬送方向下流X1に移動した場合に、第2アーム38の他端部38bが当接し、第2アーム38に上方に向かう力を与える。また搬送方向上流X2のアーム姿勢維持手段61は、第2アーム38の他端部38bが搬送方向上流X2に移動した場合に、第2アーム38の他端部38bに当接し、第2アーム38に上方に向かう力を与える。
Further, the
図3は、搬送ロボット30のアーム構成を説明するために搬送ロボット30を示す正面図である。第1回転軸線J1と第2回転軸線J3との間の第1距離L1と、第2回転軸線J2と第4回転軸線J4との間の第2距離L2とは、等しく形成される。また第1回転軸線J1と第2回転軸線J2との間の第3距離L3と、第3回転軸線J3と第4回転軸線J4との間の第4距離L4とは等しく形成される。これによって下部リンク34と、上部リンク35と、第1アーム36と、第2アーム38とによって、大略的に平行四辺形が形成される。
FIG. 3 is a front view showing the
また第2回転軸線J2と第5回転軸線J5との間の第5距離L5と、第4回転軸線J4と第5回転軸線J5との間の第6距離L6とはほぼ等しく形成される。また第5回転軸線J5と第6回転軸線J6との間の第7距離L7と、第6回転軸線J6と第7回転軸線J7との間の第8距離L8とはほぼ等しく形成される。また前記第7距離と前記第8距離とを足し合わせた長さは、第7回転軸線J7と第8回転軸線J8との間の第9距離L9とほぼ等しく形成される。また第9距離L9は、第3距離L3および第4距離L4とほぼ等しく形成される。また各リンクとアームとは枢着されることによって連結される。同様にアーム同士は、枢着されることによって連結される。 Further, the fifth distance L5 between the second rotation axis J2 and the fifth rotation axis J5 and the sixth distance L6 between the fourth rotation axis J4 and the fifth rotation axis J5 are formed substantially equal. Further, the seventh distance L7 between the fifth rotation axis J5 and the sixth rotation axis J6 and the eighth distance L8 between the sixth rotation axis J6 and the seventh rotation axis J7 are formed substantially equal. The length obtained by adding the seventh distance and the eighth distance is formed to be substantially equal to the ninth distance L9 between the seventh rotation axis J7 and the eighth rotation axis J8. The ninth distance L9 is formed substantially equal to the third distance L3 and the fourth distance L4. Each link and arm are connected by being pivoted. Similarly, the arms are connected by being pivotally attached.
図3に示すように、アーム姿勢維持手段60,61は、第2アーム38の他端部38bが、第5回転軸線J5から水平方向に離反した状態で、第2アーム38の他端部38bに下方から当接する。またアーム姿勢維持手段60,61は、第2アーム38の姿勢を維持するために必要な力の一部を第2アーム38に与える。本実施の形態では、テーブル50に被搬送物31が保持された状態で、第2アーム38の他端部38bに上向きの力を与える。
As shown in FIG. 3, the arm
上述したようにアーム姿勢維持手段60,61は、基台33の搬送方向両方向X1,X2に固定される。これら2つのアーム姿勢維持手段60,61は、同じ構成であるので、2つのうち搬送方向下流X1のアーム姿勢維持手段60について説明し、搬送方向上流X2のアーム姿勢維持手段61についての説明は、省略する。
As described above, the arm
図4は、アーム姿勢維持手段60を示す断面図である。アーム姿勢維持手段60は、第2アーム38の姿勢を維持するために必要な力の一部を第2アーム38に与える。すなわち第2アーム38は、第2アーム駆動手段43とアーム姿勢維持手段60とから与えられる力によって、重力に抗して任意の姿勢に維持可能である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the arm
アーム姿勢維持手段60は、当接体62と、保持体63と、反力発生体64とを備える。当接体62は、予め定める変位方向、本実施の形態では上下方向Zに移動可能に設けられ、第2アーム38に当接する。保持体63は、当接体62を上下方向Zに変位可能に保持する。反力発生体64は、自然状態から当接体62が上下方向Zに変位した変位量に応じた反力を当接体62に与える。具体的には、第2アーム38の他端部38bが当接体62に当接し、第2アーム38が当接体62を下方Z2に変位させると、反力発生体64は、当接体62を介して、当接体62の変位量に応じた力を第2アーム38に与える。
The arm
アーム姿勢維持手段60は、当接体62の変位方向に平行となる予め定める基準軸線100が設定される。当接体62、保持体63および反力発生体64は、基準軸線100に対して同軸に形成される。以下、当接体62が第2アーム38に反力を与える方向を上方101とし、当接体62が第2アーム38から力を与えられる方向を下方102と称する。
The arm
保持体63は、基準軸線100と同軸の円筒状に形成される。当接体62は、部分的に保持体63から突出した状態で、残余の部分が保持体63の内部空間に収容される。当接体62は、つば部66と、突出部67と、軸部68と、当接部81とを含んで形成される。つば部66、突出部67、軸部68および当接部81は、当接体62が保持体63に保持された状態で、基準軸線100と同軸に配置される。
The holding
つば部66は、保持体63の内周面65の全周にわたって臨む円板状に形成される。突出部67は、つば部66に連結され、つば部66から上方101に突出する。突出部67は、円柱状に形成され、つば部66の直径よりも小さく形成される。突出部67は、つば部66が保持体63に収容された状態で、保持体63の外方に突出する。軸部68は、つば部66に連結され、つば部66から下方102に突出する。軸部68は、円柱状に形成され、つば部66の直径よりも小さく形成される。
The collar portion 66 is formed in a disk shape that faces the entire circumference of the inner
突出部67は、その上方101側端部に、当接部81が設けられる。当接部81は、第2アーム38と当接する。当接部81は、円板状に形成され、突出部67に比べてその直径が大きく形成される。当接部81のうち、第2アーム38が当接する姿勢補助側当接面85は、上方101に凸な曲面に形成される。姿勢補助側当接面85は、基準軸線100が通過する通過点85aが最も上方101に突出するように形成され、曲面または球面に形成される。
The protruding
姿勢補助側当接面85を形成する当接面形成部分81aは、衝撃吸収性を有するとともに第2アーム38に対して摩擦抵抗の少ない合成樹脂、たとえば6ナイロンによって形成される。これによって第2アーム38が当接部81に衝突したときの衝撃を吸収することができる。また第2アーム38を姿勢補助側当接面85に対して円滑に摺動させることができる。また当接面形成部分81aは、当接部81の残余の部分に対してボルトによって連結され、着脱自在に形成される。これによって当接面形成部分81aが磨耗した場合に、新しい当接面形成部分81aに取り替えることができる。
The contact
保持体63は、外側筒70と、底部69と、内側筒71と、フランジ部72とを含んで形成される。外側筒70、底部69、内側筒71およびフランジ部72は、基準軸線100と同軸に形成される。外側筒70は、円筒状に形成される。内側筒71は、外側筒70の内側に配置される。底部69は、各筒70,71の下方側端部に設けられる。底部69は、外側筒70の内周部と内側筒71の外周部とに連なり、リング状に形成される。内側筒71は、外側筒70に比べて、軸線方向寸法が短く形成される。
The holding
フランジ部72は、外側筒70の上方側端部に設けられ、外側筒70から半径方向外方に向かって突出する。外側筒70の内周面は、当接体62のつば部66の外周面に臨む。外側筒70の内周径と、つば部66の外周径とは、ほぼ同じ大きさに形成される。本実施の形態では、外側筒70とつば部66との間を塞ぐために、シール部材99がつば部66に設けられる。また内側筒71の内周面は、当接体62の軸部68の外周面に臨む。内側筒71の内周径と、軸部68の外周径とは、ほぼ同じ大きさに形成される。軸部68は、内周筒71の内部空間を挿通する。
The
フランジ部72には、蓋体80が固定される。蓋体80は、リング状に形成され、基準軸線100に同軸に形成される。蓋体80は、外側筒70の上方側の開口を覆う。また蓋体80は、突出部67が挿通する挿通孔が形成される。挿通孔は、突出部67の外径とほぼ同じ大きさに形成され、つば部66および当接部81よりも小さく形成される。蓋体80がフランジ部72に固定された状態で、蓋体80の挿通孔に突出部67が挿通することで、当接体62が保持体63から抜出ることが阻止される。保持体63と蓋体80とは、ボルトなどのねじ部材83によって、着脱可能に連結される。当接体62は、突出部67が蓋体80の挿通孔に挿通し、かつ軸部68が内側筒71の開口に挿通した状態で、上下方向Zに移動可能に形成される。
A
反力発生体64は、たとえば圧縮コイルバネ64によって実現される。圧縮コイルバネ64は、外側筒70の内部空間に収容され、基準軸線100に同軸に配置される。圧縮コイルバネ64は、その下方側端部64bが底部69に当接し、上方側端部64aがつば部66に当接する。圧縮コイルバネ64は、軸部68の半径方向外方を全周にわたって覆う。圧縮コイルバネ64は、圧縮された状態で保持体63に収容される。これによって圧縮コイルバネ64は、保持体63に対して上方101に向かう力をつば部66に与える。当接体62は、つば部66を介して圧縮コイルバネ64から力が与えられても、つば部66が蓋体80に当接することによって、保持体63から抜出ることが阻止される。
The
自然状態では、圧縮コイルバネ64によって、つば部66が蓋部80に当接し、当接体62は、上方Z1に向かう力を蓋部80に与える。第2アーム38が当接体62に当接し、下方に向かう力を与えた場合、当接体62は、圧縮コイルバネ64のバネ力に抗して、下方に変位する。このとき当接体62は、自然状態に対して下方102に変位した変位量xに、圧縮コイルバネ64のバネ定数kを積算した力であって、上方に向かう力を第2アーム38に与える。
In the natural state, the collar 66 is brought into contact with the
本実施の形態では、当接体62が第2アーム38に与える力を変更可能に形成される。たとえばフランジ部72と蓋部80との間に、間隔調整部材となるスペーサを介在させてもよい。スペーサが介在されることによって、自然状態における保持体63と蓋体80との間の軸線方向距離を大きくすることができ、圧縮コイルバネ64が当接体62を押圧する力を調整することができる。また蓋体80に対する底部69の位置を調整するなどの他の方法を用いて、第2アーム38が当接体62に当接したときに、当接体62が第2アーム38に与える力を調整してもよい。たとえば、被搬送物31の重量に応じて、圧縮コイルバネ64が当接体62に与える力を変更することによって、被搬送物31が変更される場合にも対応することができ、汎用性を向上することができる。
In the present embodiment, the force applied to the
基台33は、アーム姿勢維持手段60を支持する支持手段82が連結される。支持手段82は、ボルトなどのねじ部材84によってアーム姿勢維持手段60を着脱自在に固定する。支持手段82に固定されたアーム姿勢維持手段60は、基台33から搬送方向Xに予め定められた位置に配置される。これによってロボット設置現場において、アーム姿勢維持手段60とロボットとの位置調整を行う必要がなく、教示作業を短縮することができる。
The
蓋部80と突出部67との間には、軸受86とシール部材87とが介在される。具体的には、蓋部80に滑り軸受86が設けられ、滑り軸受86よりも上方101にシール部材87が設けられる。また、内側筒71と軸部68との間には、軸受74とシール部材73とが介在される。具体的には、内側筒71に滑り軸受74が設けられ、滑り軸受74よりも下方102にシール部材73が設けられる。本実施の形態の滑り軸受86,74は、潤滑剤を含有する。これによって高荷重に耐えることができ、また潤滑油を給油することなく用いることができる。なお、各シール部材87,73は、保持体63の内部空間に粉塵が浸入することを防ぎ、たとえばオイルシールによって実現される。各シール部材87,73が設けられることによって、保持体33の内部空間は、密封された状態となる。
A
このように当接体62は、保持体63に対して当接体の変位方向に並ぶ2つの滑り軸受86,74を介して、保持体63に保持される。これによって基準軸線100に対して斜め方向120に進んで、第2アーム38が当接体62に当接する場合であっても、滑り軸受86,74によって、当接体62を円滑に変位方向に移動させることができる。言換えると、当接体62と保持体63との間で、当接体62の変位方向の変位を阻止する力となるこじれ力が発生することを抑制することができる。これによって第2アーム38が斜め方向120に当接体62に当接する場合であっても、上方に向かう力を第2アーム38に確実に与えることができる。
As described above, the
蓋体80には、つば部66に臨む位置に、上部衝撃吸収部材88が貼り付けられる。上部衝撃吸収部材88は、合成樹脂、たとえば6ナイロンによって実現される。このような上部衝撃吸収部材88は、軸線100まわりに周方向に等間隔に複数設けられる。第2アーム38によって、当接体62に与えられる下方向きの力が解消された場合に、つば部66は、上部衝撃吸収部材88に衝突する。上部衝撃吸収部材88に衝突することによって、騒音および衝撃を低減することができる。
An upper
また蓋体80には、当接体62の当接部81に臨む位置に、下部衝撃吸収部材89が貼り付けられる。下部衝撃吸収部材88は、合成樹脂、たとえば6ナイロンによって実現される。このような下部衝撃吸収部材89は、軸線100まわりに周方向に等間隔で設けられる。第2アーム38によって、当接体62に下方向きの力が与えられた場合に、当接部81は、蓋部80に衝突するおそれがある。本実施例では、当接部81は、下部衝撃吸収部材89に衝突するので、衝突による騒音および衝撃を低減することができる。
A lower
また当接体62の移動に関してダンピング性を有するようにすることが好ましい。ダンピング性を与えることによって、力を与えられた当接体62が急激に変位方向に変位することを阻止することができる。これによって当接体62が保持体63に衝突した場合における振動を低減することができる。本実施の形態では、保持体63の内部空間は、シール部材87,73によって密封されているので、保持体63の内部空間のうち、つば部66の上方の空間と、つば部66の下方の空間とを連通する貫通孔75が形成されることが好ましい。貫通孔75の大きさが適切に設定されることによって、当接体62が変位方向に変位したときに、内部空間のうち、つば部66の上方の空間と、つば部66の下方の空間とにわたる空気の移動を抑制することができる。これによって簡単な構成でダンパ機能を実現することができる。当接体62がダンパ機能を実現することで、当接体62が急激に移動することを防ぐことができる。なお、当接体62の移動に関してダンパ機能を有するための構成については、他の構成を用いてもよい。これによって当接体62に与えられる力が変化したときに、当接体62が振動することを抑制することができる。
Moreover, it is preferable to have a damping property with respect to the movement of the
被搬送物31の重量が大きい場合、その重量を受け持つために圧縮コイルバネのバネ定数kも大きく設定される。本実施の形態では、当接体62がダンピング性を有することによって、第2アームが当接体62から短時間に離れても、当接体62のつば部66が蓋体80に当接したときの衝撃を少なくすることができる。また下部衝撃吸収部材89が設けられることによって、さらにその衝撃を低減することができる。
When the weight of the conveyed
図5は、第2アーム38に与えられる力を説明するために搬送ロボット30を簡略化して示す平面図である。被搬送物31を保持したテーブル50を第5回転軸線J5から水平方向に離反した位置に移動させた場合、第2アーム38は、第5回転軸線J5まわりに重力による第1モーメント力M1が与えられる。第1モーメント力M1は、第2アーム38の他端部38bを下方に移動させる方向の力となる。各アームの自重が被搬送物31に比べて小さいと仮定した場合、第1モーメント力M1は、被搬送物31の自重Fと、第5回転軸線J5から第8回転軸線J8までの水平方向距離L10とを積算した値(F・L10)となる。したがって第1モーメント力M1は、テーブル50を第5回転軸線J5から離反すればするほど大きくなる。また被搬送物31の自重が大きいほど大きくなる。
FIG. 5 is a plan view schematically showing the
また第2アーム38がアーム姿勢維持手段60の当接体62に当接し、当接体62を下方に変位させると、第2アーム38は、アーム姿勢維持手段60から第2モーメント力M2が与えられる。第2モーメント力M2は、第2アーム38の他端部38bを上方に移動させる方向の力となる。圧縮コイルバネ64のバネ定数をkとし、圧縮コイルバネ64に力が与えられていない自然状態の軸線方向寸法に対して、第2アーム38が当接して縮小した軸線方向寸法との差を変位量xとすると、第2モーメント力M2は、バネ定数kと、変位量xと、第5回転軸線J5から当接体62が第2アーム38に当接した位置までの水平方向距離L11とを積算した値であって、第1モーメント力M1と反対方向の力(−k・x・L11)となる。
When the
このように第2アーム38は、アーム姿勢維持手段60から第2モーメントM2が与えられることによって、第2アーム駆動手段43は、第1モーメントM1から第2モーメントM2を抗した第3モーメント力M3を駆動力として与えるだけで、第2アーム38の姿勢を維持することができる。比較例として、アーム姿勢維持手段60が搬送ロボット30に設けられない場合には、第2アーム駆動手段43は、第1モーメント力M1に抗する力が必要であり、第2アーム駆動手段43に必要な駆動力が、アーム姿勢維持手段60が設けられる場合に比べて大きくなる。
Thus, the
したがって本実施の形態のように、アーム姿勢維持手段60が設けられることによって、小さい駆動力を有する第2アーム駆動手段43を用いて、被搬送物31を水平方向に移動させた状態で、第2アーム38の姿勢を維持することができる。また小さい剛性の第2アーム38を用いて、第2アーム38の姿勢を維持することができる。同様に、アーム姿勢維持手段60が与えられることによって、小さい駆動力を有する第1アーム駆動手段42を用いて、第1アーム36の姿勢を維持することができる。また小さい剛性の第1アーム36を用いて、第1アーム36の姿勢を維持することができる。
Therefore, as shown in the present embodiment, the arm
被搬送物31を搬送方向下流X1の搬送ロボット30に受渡した場合、第1モーメント力M1が解除される。この場合、第2アーム駆動手段43は、第2アーム38の姿勢を維持するためには、第2モーメント力M2に抗した力、すなわち第2アームの他端部38bを下方に移動させる方向の力を第2アーム38に与える必要がある。第2アーム駆動手段43の駆動力よりも、第2モーメント力M2によって第2アーム38に与えられる力が大きい場合には、第2アーム38の姿勢を維持することができず、第2アーム38が振動してしまう。したがって第2モーメント力M2は、第2アーム駆動手段43の最大駆動力よりも小さく設定されるように、圧縮コイルバネ64のバネ定数k、変位量x、および第2アームに対する当接位置L11を決定することが好ましい。
When the transported
このことは、第1アーム駆動手段42であっても同様である。なお、上述した説明では、アームの自重など搬送ロボットの自重について、省略したが実際には、搬送ロボットの自重を考慮して、圧縮コイルバネ64のバネ定数k、変位量x、および第2アームに対する当接位置L11を決定することが好ましい。
The same applies to the first arm driving means 42. In the above description, the weight of the transfer robot such as the weight of the arm is omitted. However, in actuality, the spring constant k of the
本実施の形態では、アーム姿勢維持手段60の当接部81は、上下方向Zに変位可能となる。したがって第2アーム38を当接部81に当接させる当接位置を教示する場合、上下方向Zの位置が少々ずれた場合であっても、アーム姿勢保持手段60によって第2アーム38の姿勢を維持するための力を第2アーム38に与えることができる。すなわち第2アーム38をアーム姿勢保持手段60に当接する位置の許容範囲が大きく、第2アームの教示動作を簡単に行うことができる。
In the present embodiment, the
またアーム姿勢維持手段60から第2アーム38に力が与えられた状態であっても、第2アーム駆動手段43が第2アーム38に駆動力を与え続ける。これによってアーム姿勢維持手段60に第2アーム38を当接させる前後で、第2アーム駆動手段43の制御方法を大きく変更する必要がなく、第1および第2アーム駆動手段43の制御が容易となる。
Further, even when a force is applied from the arm
図6は、第1アーム36および第2アーム38の姿勢を維持した状態で、第3アーム39および第4アーム40を連動して変位駆動した状態を示す正面図である。本実施の形態では、第2アーム38に第3アーム39および第4アーム40が連結されており、第2アーム38に対する第3アーム39の変位動作と、第3アーム39に対する第4アーム40の変位動作とを連動して行わせることができる。
FIG. 6 is a front view showing a state in which the
これによって図6に示すように、第2アーム38をアーム姿勢維持手段60の当接体62に当接させた状態で、任意の高さHを維持した状態で、テーブル50を水平方向に変位することができる。また上述したようにアーム姿勢維持手段60によって第2アーム38に上方に移動する力が与えられることによって、被搬送物31を保持したテーブル50が、被搬送物31を水平方向に遠くに搬送することができる。
As a result, as shown in FIG. 6, the table 50 is displaced in the horizontal direction while the
図7は、第2アーム38とアーム姿勢維持手段60の当接体62とが当接した状態を示す断面図である。第2アーム38は、当接体62に当接するアーム側当接面90が平面状に形成される。アーム側当接面90は、第6回転軸線J6を通過し、第6回転軸線J6に垂直な半径線110に垂直な平面に形成される。アーム側当接面90は、当接体62の姿勢補助側当接面85との摺動性をよくするために滑らかに形成される。アーム側当接面90は、第2アーム38が当接体62に当接した状態で、アーム姿勢維持手段60の基準軸線100と、前記半径線110とが等しくなるように設定される。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state in which the
第2アーム38が、搬送方向下流X1のアーム姿勢維持手段60に当接することと、搬送方向上流X2のアーム姿勢維持手段61に当接することとがある場合、アーム側当接面90は、各アーム姿勢維持手段60,61に対応した位置にそれぞれ形成される。
When the
図8は、第2アーム38の他端部38bがアーム姿勢維持手段60に斜めに近づく状態を示す断面図である。図9は、第1比較例における第2アーム38の他端部38bがアーム姿勢維持手段60に斜めに近づく状態を示す断面図である。図10は、第2比較例における第2アーム38の他端部38bがアーム姿勢維持手段60に斜めに近づく状態を示す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a state in which the
搬送時間を短縮するため、第2アーム38の他端部38bが、アーム姿勢維持手段60の基準軸線100に対して斜めとなる方向120から、当接体62に近づく場合がある。この場合、アーム側当接面90が平面状に形成されることによって、図8に示すように当接体62の姿勢補助側当接面85の頂点付近85aに当接する。さらに第2アーム38が変位すると、アーム側当接面90が姿勢補助側当接面85の頂点付近85aに点接触または線接触した状態で、アーム側当接面90が摺動して、アーム姿勢維持手段60の軸線100と半径線110とが一致する。
In order to shorten the conveyance time, the
これに対してアーム側当接面90が球面状に形成される場合には、図9に示すように、アーム側当接面90は、姿勢補助側当接面85の頂点85aから離れた位置85bに当接する。さらに第2アーム38が変位すると、第2アーム38の他端部38bは、当接体62を水平方向に押し付けて変位する。この場合、当接体62が変位方向に円滑に変位しないおそれがある。
On the other hand, when the arm-
また姿勢補助側当接面85が平面に形成される場合には、図10に示すように、第2アーム38と姿勢補助側当接面85とが面接触した状態で、第2アーム38のアーム側当接面90を摺動する。この場合、アーム側当接面90と姿勢補助側当接面85とを平行な状態で当接させるために、第2アーム38の移動経路を正確に教示する必要がある。したがって教示作業が困難となる。
Further, when the posture assisting
本実施の形態では、図8に示すように、姿勢補助側当接面85が曲面に形成され、アーム側当接面90が平面に形成されることによって、第1比較例に比べて、アーム側当接面90が姿勢補助側当接面85に当接した状態で、当接体62に与えられる水平方向の力を少なくすることができる。またアーム接触時に当接体62に与えられる衝撃を減らすことができ、アーム姿勢維持手段60の寿命を延ばすことができる。また第2比較例に比べて、第2アームの移動経路の教示作業を簡単に決定することができる。また搬送ロボット30が重量の大きい被搬送物31を搬送する場合、搬送状態によっては、当接位置がずれるおそれがある。この場合であっても当接状態の許容範囲を大きくすることができ、確実に第2アーム38に上向きの力を与えることができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 8, the posture assisting
図11は、第2アームの当接前の状態を示す拡大図である。図12は、第2の比較例における当接前の状態を示す拡大図である。本実施の形態の第2アーム38は、第1アーム36と連動して移動させることによって、アーム側当接面90は、搬送方向Xに移動するとともに水平面に対して傾斜した状態から水平面に平行となるように段階的に変位する。図11および図12には、当接部81に近づくアーム側当接面90の変化を、二点差線90A,90B,90Cによって模式的に示す。
FIG. 11 is an enlarged view showing a state before the second arm abuts. FIG. 12 is an enlarged view showing a state before contact in the second comparative example. By moving the
図11に示すように、姿勢補助側当接面85が湾曲している場合、姿勢補助側当接面85に角部分などの鋭利な部分が形成されず、アーム側当接面90が姿勢補助側当接面85に当接した状態で、第2アーム38を予め定める位置に円滑に移動させることができる。これに対して、図12に示すように、姿勢補助側当接面85が平面状に形成される場合、姿勢補助側当接面85の角部分95とアーム側当接面90が当接するおそれがある。アーム側当接面90が角部分95に当接すると、第2アーム38およびアーム姿勢維持手段60が振動するとともに、姿勢補助側当接面85が損傷するおそれがある。したがって図11に示すように、姿勢補助側当接面85が湾曲することによって、第2アーム38およびアーム姿勢維持手段60に与えられる衝撃を低減することができる。これによって搬送時間を短縮させるために、搬送速度を高速にすることができる。
As shown in FIG. 11, when the posture assisting
図13は、基準状態の搬送ロボット30を示す正面図である。図14は、基準状態の搬送ロボット30を示す側面図である。基準状態の搬送ロボット30は、図13に示すように、第1回転軸線J1と第3回転軸線J3との中央を挿通して鉛直に延びる仮想線29に沿って、第5回転軸線J5〜第7回転軸線J8が並ぶ。
FIG. 13 is a front view showing the
また図14に示すように、下部リンク34は、基台33から上方Z1に突出する。搬送方向Xと上下方向Zとに直交する方向を幅方向Yとすると、第1アーム36および補助リンク37は、下部リンク34に対して幅方向一方Y1に配置される。第2アーム38は、第1アーム36に対して幅方向他方Y2に配置される。第3アーム39は、第2アーム36に対して幅方向他方Y2に配置される。第4アーム40は、第3アーム39に対して幅方向他方Y2に配置される。本実施の形態では、下部リンク34の幅方向寸法L1は、第2アーム38の幅方向寸法L2とほぼ同寸法に形成され、下部リンク34は、第1アーム36と第3アーム39との間に配置される。第2アーム38に対して、第3アーム39および第4アーム40が幅方向Yにずれた位置に設けられることによって、第2アーム39とアーム姿勢維持手段60とを当接させた状態であっても、第3アーム39および第4アーム40を変位駆動することができる。
Further, as shown in FIG. 14, the
図15は、テーブル50を示す正面図である。テーブル50は、略U字状に形成される。テーブル50は、姿勢調整体41に装着された状態で、幅方向Yに沿って延びる一対の伸延部51,52と、一対の伸延部51,52の幅方向一端部を連結する連結部53とが形成される。テーブル50は、幅方向一方Y1および上下方向Zに開放する開放空間43が形成される。また、姿勢調整体41は、テーブル50の連結部53の中間部分に連結される。姿勢調整体41は、被搬送物31を保持する保持機構を有してもよい。保持機構は、制御手段55の指令によって被搬送物31を着脱することができる。
FIG. 15 is a front view showing the table 50. The table 50 is formed in a substantially U shape. The table 50 is attached to the
図16は、2つの搬送ロボット30A,30Bが被搬送物31を受渡す状態を示す正面図であり、図17は、受渡す状態の2つの搬送ロボット30A,30Bを示す平面図である。なお、2つの搬送ロボット30A,30Bを区別するため、搬送方向下流X1の搬送ロボットに関して参照符号にAを追記し、搬送方向上流X2の搬送ロボットに参照符号Bを追記する。
FIG. 16 is a front view showing a state where the two
被搬送物31の搬送経路が、搬送ロボット30の搬送可能領域よりも大きい場合、複数の搬送ロボット30A,30Bが用いられる。複数の搬送ロボット30A,30Bは、搬送経路に沿って間隔を開けて並べられる。搬送方向上流X2に配置される上流搬送ロボット30Aが被搬送物31を搬送方向下流X1に搬送した状態で、搬送方向下流X1に配置される下流搬送ロボット30Bが、搬送方向上流X2に配置される上流搬送ロボット30Aから被搬送物31を受取り、受取った被搬送物31を搬送方向下流X1に搬送する。
When the transport path of the transported
図18は、搬送ロボット30の被接合物の搬送動作を示すフローチャートである。搬送ロボット30の制御手段55は、各駆動手段42〜46を制御して、テーブル50の姿勢を維持した状態で、テーブル50を移動させる。まず、ステップa0で、制御手段55は、搬送動作の指令が与えられると、ステップa1に進み、搬送動作を開始する。
FIG. 18 is a flowchart showing the transfer operation of the object to be joined by the
ステップa1では、テーブル50を搬送方向上流X2の受取り位置に移動させるように、各駆動手段42〜46を制御する。テーブル50が受取り位置に移動し、搬送方向上流X2の搬送ロボットから被搬送物31を受取り、テーブル50に被搬送物50を保持すると、ステップa2に進む。
In step a1, the driving means 42 to 46 are controlled so as to move the table 50 to the receiving position upstream X2 in the transport direction. When the table 50 moves to the receiving position, receives the
ステップa2では、予め定める高さを維持した状態で、被搬送物31を搬送方向下流X1に移動させる。搬送途中に他の加工ロボットによって加工動作が行われる場合には、加工位置で待機し、加工ロボットによる加工が完了すると、再び被搬送物31を搬送方向下流X1に移動させる。制御手段55は、テーブル50を搬送方向下流X1の受渡し位置に移動させると、ステップa3に進む。
In step a2, the transported
ステップa3では、テーブル50による被搬送物50の保持を解除して、搬送方向下流X1の搬送ロボットに被搬送物31を受渡し、ステップa4に進む。ステップa4では、搬送動作が継続されるか否かを判断する。搬送動作が継続されない場合には、ステップa5に進み、ステップa5で搬送動作を終了する。ステップa4において、搬送動作が継続される場合には、搬送方向上流X2の被搬送物50を再び受取る動作を行う。具体的には、ステップa6に進む。ステップa6では、テーブル50を搬送方向上流X2へ移動させ、ステップa1に戻る。
In step a3, the holding of the
このように制御手段55が、各駆動手段42〜46を制御することによって、搬送ロボット30は、搬送方向上流X2から順次搬送される被搬送物31を搬送方向下流X1に搬送することができる。
Thus, the control means 55 controls each drive means 42-46, and the
図19は、搬送ロボットによる被搬送物31の受取り動作および受渡し動作を説明するための図である。搬送ロボットの被搬送物31の受取り動作および受渡し動作は、図19(1)〜図19(7)の順に行われる。図19には、搬送方向上流X2の搬送ロボット30Aを、上流搬送ロボットとし、そのテーブルの参照符号を50Aとする。また搬送方向下流X1の搬送ロボット30Bを、下流搬送ロボットとし、そのテーブルの参照符号を50Bとする。また搬送方向上流X2のテーブル50Aの移動経路を2点差線102で示し、搬送方向下流X1のテーブル50Bの移動経路を一点鎖線103で示す。
FIG. 19 is a diagram for explaining the receiving operation and the delivery operation of the
搬送方向上流X2の搬送ロボット30Aの被接合物31の受渡し位置と、搬送方向下流X1の搬送ロボット30Bの被接合物31の受取り位置とは、ほぼ同じ位置101に設定される。
The delivery position of the
図19(1)〜図19(4)に示すように、上流搬送ロボット30Aは、テーブル50Aに被搬送物31を保持させた状態で、テーブル50Aを搬送方向下流X1に水平に移動させて、受渡し位置101まで移動させる。図19(5)〜図19(6)に示すように、上流搬送ロボット30Aは、テーブル50Aを受渡位置101から下方に移動させ、下方の受渡完了位置104に移動させる。なお、本実施の形態では、受渡完了位置104は、受渡し位置101よりも下方でかつ、搬送方向下流X1に設定される。図19(7)に示すように、上流搬送ロボット30Aは、テーブル50Aを受渡完了位置104に移動させると、受渡完了位置104から搬送方向上流X2に水平に移動させる。
As shown in FIGS. 19 (1) to 19 (4), the
図19(1)〜図19(2)に示すように、下流搬送ロボット30Bは、テーブル50Bが被搬送物31を乗載可能な状態で、テーブル50Bを搬送方向上流X2に水平に移動させて、受取り準備位置105まで移動させる。なお、本実施の形態では、受取り準備位置105は、受取り位置101よりも下方でかつ、搬送方向上流X2に設定される。図19(3)〜図19(4)に示すように、下流搬送ロボット30Bは、テーブル50Bを受取り準備位置105に移動させると、受取り準備位置105から上方に移動させ、受取り位置101に移動させる。図19(5)〜図19(7)に示すように、下流搬送ロボット30Bは、テーブル50Bを受取り位置101に移動させると、受取り位置101から搬送方向下流X1に水平に移動させる。
As shown in FIGS. 19 (1) to 19 (2), the
各テーブル50A,50Bは、被搬送物31を乗載可能に形成される。また各テーブル50A,50Bは、受渡し位置101と、受取り位置101とに同時にそれぞれ配置可能に形成される。受取り動作および受渡し動作にあたって、まず、図19(1)に示すように、上流テーブル50Aを受渡し位置101に向かって水平に移動させるとともに、下流テーブル50Bを受取り準備位置105に移動させる。
Each of the tables 50A and 50B is formed so that the
図19(2)に示すように、下流テーブル50Bが受取り準備位置105に達すると、下流テーブル50Bを図19(3)に示すように、受取り位置101に移動させる。上流テーブル50Aと下流テーブル50Bが干渉することを避けて、上流テーブル50Aを受渡し位置101に移動させ、下流テーブル50Bを受取り位置101に移動させる。この状態で、上流テーブル50Aは、被搬送物31のチャックを解除する。また下流テーブル50Bは、被搬送物41をチャック可能な状態にする。
As shown in FIG. 19 (2), when the downstream table 50B reaches the receiving
図19(4)に示すように、上流テーブル50Aが受渡し位置101に移動し、下流テーブル50Bが受取り位置101に移動した状態では、各テーブル50A,50Bは、被搬送物31を乗載する乗載面が同一面となる。すなわち被搬送物31は、上流テーブル50Aと下流テーブル50Bとの両方に乗載された状態となる。
As shown in FIG. 19 (4), in a state where the upstream table 50A is moved to the
この状態から、図19(5)に示すように、上流テーブル50Aを下降させて、受渡し完了位置104に移動させることによって、被搬送物31を上流テーブル50Aから下流テーブル50Bに移し換えることができる。下流テーブル50Bは、被搬送物31を受取ると、その被搬送物31をチャックする。
From this state, as shown in FIG. 19 (5), the transported
次に図19(6)〜図19(7)に示すように、下流搬送ロボット30Bは、下流テーブル50Bを、搬送方向下流X1に水平に移動する。また上流搬送ロボット30Aは、上流テーブル50Aを受渡完了位置104に移動させ、受渡完了位置104に移動させた後、搬送方向上流X2に水平に移動させる。このようにして、被搬送物31の受渡し動作および受取り動作が行われる。なお、被搬送物31の受渡し動作および受取り動作は、アーム姿勢維持手段60によって第2アーム38に上向きの力を与えた状態で、第1アームおよび第2アームの姿勢を維持し、第3アーム39および第4アーム40が変位して実現される。これによって小さい駆動力の第2アーム駆動手段を用いて、基台33から離反した位置で、被搬送物31の移替えを行うことができる。また上流ロボットと下流ロボットとが、協調動作することによって待機時間を減らすことができる。
Next, as shown in FIGS. 19 (6) to 19 (7), the
図20は、搬送ロボット30の動作の一部を示す正面図である。搬送ロボット30は、図20(1)〜図20(6)の順で、テーブル移動動作を行う。図20は、被搬送物31を保持した搬送ロボット30が基準状態にあるときから、受渡し位置101へ移動するまでの動作を示す。
FIG. 20 is a front view illustrating a part of the operation of the
制御手段55は、基準状態から搬送方向下流X1にテーブル50の姿勢を維持した状態で水平に移動させる。制御手段55は、各駆動手段42〜46を制御して、第1〜第4アームを変位駆動して、図20(1)〜図20(3)に示すように、テーブル50の姿勢を維持した状態で、搬送方向下流X1に水平に移動させる。
The
制御手段55は、テーブル50を搬送方向下流X1に移動させる過程において、第2アーム36をアーム姿勢維持手段60の当接体62に当接させるように、各駆動手段42〜46を制御する。図20(4)に示すように、当接体62に当接する位置に第2アーム36を移動させると、第1アーム35および第2アーム36の姿勢を維持するように、第1アーム駆動手段42および第2アーム駆動手段43に指令を与える。このとき、第2アーム38には、アーム姿勢維持手段60から上方に向かう力が与えられる。
The control means 55 controls the driving means 42 to 46 so that the
そしてアーム姿勢維持手段60によって第2アーム38に上方に向かう力が与えられた状態で、第3アーム39および第4アーム40を第2アーム38に対して変位させて、図20(5)に示すようにテーブルをさらに搬送方向下流X1に移動させる。制御手段55は、図20(6)に示すように、テーブルを搬送方向下流X1に移動させて受渡し位置101に配置する。なお、制御手段55が搬送方向上流X2の受取り位置から基準状態となる位置まで移動させる手順は、上述した手順と逆の手順を行うことによって実現される。
Then, with the upward force applied to the
図21は、ステップa2における制御手段55の動作を具体的に示すフローチャートである。まず、ステップb0で、アーム姿勢維持手段60によって、第2アーム38に上方に向かう力を与えた状態で、被搬送物31を受取るとステップb1に進む。
FIG. 21 is a flowchart specifically showing the operation of the control means 55 in step a2. First, in step b0, when the conveyed
ステップb1では、第1アーム35および第2アーム38の姿勢を維持した状態で、第3アーム39および第4アーム40を連動して変位させて、テーブル50を水平に搬送方向下流X1に移動させる。テーブル50が基台33に近接した予め定める近接位置に移動すると、ステップb2に進む。なお、近接位置は、アーム姿勢維持手段60による補助的な力を受けなくとも、第2アーム38の姿勢を維持可能なテーブルの位置である。
In step b1, while maintaining the postures of the
ステップb2では、制御手段55は、第1〜第4アーム36,38〜40を連動して変位させて、テーブル50を水平に搬送方向下流X1に移動させる。このとき搬送ロボット30は、基準状態を経て、第2アーム38を基台33よりも搬送方向下流X1に移動する。搬送途中において、他の加工装置によって加工がなされる場合、加工がなされる加工位置にテーブル50を移動させ、ステップb3に進む。
In step b2, the control means 55 moves the table 50 horizontally in the transport direction downstream X1 by displacing the first to
ステップb3では、加工装置における加工が完了するまで待機し、加工装置における加工が完了すると、ステップb4に進む。ステップb4では、制御手段55は、第1〜第4アーム36,38〜40を連動して変位させて、テーブル50を水平に搬送方向下流X1に移動させる。テーブル50が基台33から離反した予め定める離反位置に移動すると、ステップb5に進む。なお、離反位置は、アーム姿勢維持手段60による補助的な力を受けなければ、第2アーム38の姿勢を維持することが困難なテーブル50の位置である。なお離反位置に移動した状態で、第2アーム38は、アーム姿勢維持手段60の当接体62に当接し、当接体62から上方に向かう力が与えられる。
In step b3, the process waits until the machining in the machining apparatus is completed. When the machining in the machining apparatus is completed, the process proceeds to step b4. In step b4, the control means 55 displaces the first to
ステップb5では、第1アーム35および第2アーム38の姿勢を維持した状態で、第3アーム39および第4アーム40を連動して変位させて、テーブル50を水平に搬送方向下流X1に移動させて、受渡し位置101にテーブルを移動させ、ステップb6に進む。ステップb6では、第2アーム38の搬送方向下流X1への移動動作を終了する。
In step b5, while maintaining the postures of the
図22は、搬送ロボット30の動作の一部を示す正面図である。搬送ロボット30は、図22(1)〜図22(5)の順で、テーブル移動動作を行う。図22は、受渡し位置101を通過して、被搬送物31を搬送方向下流X1の搬送ロボットに受け渡した状態から、テーブル50を搬送方向上流X2に搬送する動作を示す。
FIG. 22 is a front view showing a part of the operation of the
図22(1)に示すように、受渡し位置からテーブル50を下降させることによって、受渡し動作を行い、図22に示すように、搬送方向下流X1の搬送ロボットに被搬送物31を受渡す。被搬送物31を受け渡した搬送ロボットの制御手段55は、第3アーム39および第4アーム40を変位駆動して、図22(2)に示すように、テーブル50を下降させて受渡し位置101から受渡し完了位置104までテーブル50を下降させると、テーブル50を搬送方向上流X2に水平方向に移動させる。
As shown in FIG. 22 (1), the table 50 is lowered from the delivery position to perform a delivery operation, and as shown in FIG. 22, the
テーブル50を搬送方向上流X2に移動させる過程においては、第1アーム35および第2アーム38を変位駆動する。このときは、被搬送物50を受渡した後の状態であるので、アーム姿勢維持手段60によって第2アーム38に補助的な力を与えなくても、第2アーム駆動手段43によって第2アーム38を変位駆動することができる。このようにして、図22(3)〜図22(5)に示すように、第1アーム36および第2アーム38を含む各アーム36,38〜40を変位させて、テーブル50を搬送方向上流X2に移動させる。なお、制御手段55が搬送方向上流X2の受取り準備位置に移動させる手順は、上述した手順と逆の手順を行うことによって実現される。すなわち受渡し完了位置104および受取り準備位置105に達したときに、第2アーム38がアーム姿勢維持手段60の当接体62に当接し、アーム姿勢維持手段60から第2アーム38に上方に向かう力が与えられる状態であれば、テーブル移動過程において、第1〜第4アーム36,38〜40を連動して変位してもかまわない。
In the process of moving the table 50 to the upstream X2 in the transport direction, the
以上のように本実施の形態に従えば、第2アーム38の他端部38bが上部リンク35に対して水平方向に離反した状態で、アーム姿勢維持手段60が、第2アーム38に当接し、第2アーム38の姿勢を維持するために必要な力の一部を第2アーム38に与える。これによって第2アーム駆動手段43は、第2アーム38の姿勢を維持するために必要な駆動力が小さくてすむ。すなわち、小さい駆動手段を第2アーム駆動手段43として用いて、第2アーム38の姿勢を維持することができる。同様に小さい剛性のアームを第2アーム38として用いることができる。また小さい駆動力の駆動手段を第1アーム駆動手段として用いることができるとともに、小さい剛性のアームを第1アーム36として用いることができる。
As described above, according to the present embodiment, the arm
これによって、第1および第2アーム駆動手段42,43を小型化することができ、ひいては搬送ロボット30自体を小型化することができる。また従来技術のようにアームの姿勢を維持するためにアームの構成を複雑にする必要がない。したがって簡単な構成で、可搬質量が大きく、かつ小型化が可能なロボットを実現することができる。
Thereby, the first and second arm driving means 42 and 43 can be reduced in size, and as a result, the
また上述したように、アーム姿勢維持手段60から第2アーム38に力が与えられた状態であっても、第2アーム駆動手段43が第2アーム38に駆動力を与えつづける。これによってアーム姿勢維持手段60に第2アーム38を当接させる前後で、第2アーム駆動手段43の制御方法を大きく変更する必要がなく、制御方法が複雑となることがない。これによって制御手段55に記憶させるプログラムを容易に作成することができる。
Further, as described above, even when the force is applied from the arm
またアーム姿勢維持手段60は、上方に移動する方向の力を第2アーム38に与えることによって、被搬送物31の重量が大きい場合であっても、基台33に対して水平方向に離反した位置に搬送することができる。またロボットが加工ロボットの場合、加工装置部分が大きい場合であってもロボットの姿勢を任意の位置で維持することができる。
Further, the arm
当接体62は、変位方向に変位可能に設けられ、変位量xによって第2アーム38に与える力が変化する。したがって第2アーム38に装着されるエンドエフェクタまたは被搬送物31の重量が変更された場合であっても、つりあう状態が存在する。したがってエンドエフェクタおよび被搬送物31の重量が変更されても、第2アーム38の姿勢を維持することができ、汎用性を向上することができる。また当接体62が変位方向に変位可能であることによって、第2アーム38を当接体62に当接させる位置を正確に教示しなくても、当接体62に第2アーム38を当接させることができる。
The
また、上部リンク35と下部リンク34と第1アーム36と補助リンク37とで、四節回転機構を構成する。これによって四節回転機構を用いない直動リンク機構のロボットに比べて、小さい駆動力を有する駆動手段によって第1アーム駆動手段43を実現することができる。また被搬送物31を水平移動させる場合、上部リンク35に対して第2アーム38を変位駆動することによって、直動リンク機構のロボットに比べて第2アーム38の変位量を小さくすることができる。これによって第2アーム駆動手段43がモータによって実現される場合、小さい回転速度のモータを用いることができる。
The
また第3アーム39および第4アーム40が設けられることによって、被搬送物31を低い体勢で移動させることができるので、搬送に必要な占有領域を小さくすることができる。また搬送途中で、他の加工ロボットが加工を行う場合、高さの低い加工ロボットを用いることができ、加工ロボットの大型化を防ぐことができる。また姿勢調整体41が、各アームに連動して変位することによって、エンドエフェクタとなるテーブル50の姿勢を一定に保つことができる。これによってテーブル50について、姿勢を一定に保った状態で移動させることができる。したがってロボットが搬送および加工を行う場合など、作業性を向上することができる。またアーム姿勢維持手段60が基台33に連結されることによって、ロボットの設置作業を短時間で行うことができる。これによって利便性を向上することができる。
Further, since the
アーム姿勢維持手段60によって第2アーム38に与える最大の力が、第2アーム駆動手段43の駆動力よりも小さく設定されることによって、第2アーム38に与えられる変位方向一方、たとえば下方向きの力が変動した場合であっても、第2アームの姿勢を維持することができる。これによって第2アーム38の振動を抑えて、ロボットによる作業性を向上することができる。
The maximum force applied to the
たとえばロボット30が被搬送物31を保持した状態から被搬送物31を他のロボットに受け渡した場合などには、第2アーム38に与えられる下向きの力が低下する。このとき、アーム姿勢維持手段60が第2アーム38に力を与えていると、アーム姿勢維持手段60が第2アーム38に与える力のほうが、第2アーム38がアーム姿勢維持手段60に与える力よりも大きくなる。アーム姿勢維持手段60が第2アーム38に与える力は、第2アーム駆動手段43の駆動力よりも小さく設定される。この場合、当接体62が第2アーム38に与える力のほうが、第2アーム38が当接体62に与える力よりも大きくなっても、第2アーム駆動手段43の駆動力によって第2アーム38が上方に変位することを阻止することができる。
For example, when the
またアーム姿勢維持手段60によって第2アーム38に与えることが可能な力を調整することによって、被搬送物31の重量の変化に対応することができ、汎用性を向上することができる。またアーム側当接面90が平面状に形成され、姿勢補助側当接面85が曲面に形成されて、アーム側当接面90と姿勢補助側当接面85とが点接触または線接触することによって、アーム姿勢維持手段60に変位方向以外の方向の力がアームから与えられることを抑えることができる。
Further, by adjusting the force that can be applied to the
また当接体62は、滑り軸受86,74によってこじれ力の発生が抑えられて、変位方向に変位する。これによって第2アーム38の進入方向にかかわらず、当接体62を変位方向に変位させることができる。したがってアーム姿勢維持手段60は、第2アーム38に確実に反力を与えることができる。
Further, the
また当接体62がダンピング性を有するので、第2アーム38が急激に変位することを防ぐことができる。たとえば、アーム姿勢維持手段60によって第2アーム38に力を与えた状態で、第2アーム38が保持した被搬送物31を他のロボットに受渡した場合に、被搬送物31から与えられる重力による力が解消され、アーム姿勢維持手段60によって上方に向かう力が、第2アーム駆動手段43によって与えられる力よりも瞬間的に大きくなった場合であっても、当接体62が急激に移動することが抑制される。これによって被搬送物31を受け渡した直後であっても、第2アーム38がアーム姿勢維持手段60によって上方に変位することを阻止することができ、第2アーム38が振動することを防ぐことができる。また圧縮コイルバネのバネ定数kを大きいものを用いることができ、重量が大きい被搬送物31を搬送する場合であっても、基台33から水平方向に離反した位置に配置することができる。
Further, since the
搬送物が大型になる場合には、被搬送物31を保持した状態でアームが振動すると、振動を減衰させることが困難となるが、当接体62にダンピング性を与えることによって、第2アーム38が振動する要因を減らすことによって、被搬送物31を安定して搬送することができる。また当接体62の振動を抑制することができ、当接体62が振動した状態で、第2アームが当接体62に当接することを防ぐことができる。
When the transported object is large, if the arm vibrates while holding the transported
以上のような本実施の形態は、本発明の例示に過ぎず、発明の範囲内において構成を変更することができる。たとえば、実施の形態では、搬送ロボットについて説明したが、搬送ロボット以外のロボットにも適用することができる。たとえば加工ロボットにも用いることができる。 The present embodiment as described above is merely an example of the present invention, and the configuration can be changed within the scope of the invention. For example, although the transfer robot has been described in the embodiment, the present invention can be applied to a robot other than the transfer robot. For example, it can be used for a processing robot.
またロボットのアーム構成については限定しない。またアーム姿勢維持手段60は、上方に向かう力を第2アーム38に与えるとしたが、上方以外の方向に力を与えてもよい。本実施の形態では、アーム姿勢維持手段60は、第2アーム38に上方の力を与えるとしたが、第2アーム38以外のアームに姿勢を保持するための力を与えてもよい。第2アーム38における基部は、上部リンクとなる。アーム姿勢維持手段60が、第2アーム以外のアームに力を与える場合、力を与えるアームに対して基台側のアームが基部となる。
The robot arm configuration is not limited. In addition, although the arm
また反力発生手段64として、圧縮コイルバネを用いたが反力を与える手段であれば、他の手段であってもよい。たとえば空気バネ、ゴム、エアシリンダまたは油圧シリンダを用いてもよい。なお、圧縮コイルバネを用いた場合には、動力を必要とせず簡単な構成で反力発生手段を実現することができる。また本実施の形態では、複数の搬送ロボットの被搬送物31の受取り及び受渡しによって、被搬送物31を順次搬送経路に沿って搬送するとしたが、一台の搬送ロボットで被搬送物30を搬送してもよい。また第2アームに合成樹脂を貼り付けて、衝撃吸収性および摺動性を向上してもよい。
Further, although a compression coil spring is used as the reaction force generating means 64, other means may be used as long as it is a means for applying a reaction force. For example, an air spring, rubber, air cylinder or hydraulic cylinder may be used. When a compression coil spring is used, reaction force generating means can be realized with a simple configuration without requiring power. In the present embodiment, the transported
30 搬送ロボット
31 被搬送物
33 基台
34 下部リンク
35 上部リンク
36 第1アーム
37 補助リンク
38 第2アーム
39 第3アーム
40 第4アーム
41 姿勢調整体
42 第1アーム駆動手段
43 第2アーム駆動手段
44 第3アーム駆動手段
45 第4アーム駆動手段
46 姿勢調整対駆動手段
60 アーム姿勢維持手段
62 当接体
63 保持体
64 圧縮コイルバネ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
基部と、
一端部が基部に連結され、基部に対して変位可能に設けられるアームと、
基部に対してアームを変位駆動するアーム駆動手段と、
基台に連結され、アームの他端部が基部に対して水平方向に離反した状態でアームに当接し、アームの姿勢を維持するために必要な力の一部をアームに与えるアーム姿勢維持手段であって、
貫通孔が形成されるつば部と前記アームに当接する当接部とを含む当接体と、
内部空間が形成され、前記つば部を内部空間に収容するとともに、前記当接体を、予め定める変位方向に変位可能に、滑り軸受を介して保持する保持体と、
前記保持体の内部空間に収容され、当接体の前記予め定める変位方向への変位量に応じた反力を前記当接体に与える反力発生体とを備え、
前記アームに与える力は、アーム駆動手段の最大駆動力よりも小さく設定され、かつ調整可能であり、
前記つば部の移動に伴う前記保持体の内部空間における空気の移動を抑制することによって、前記当接体の前記予め定める変位方向への移動に関してダンピング性を実現するアーム姿勢維持手段とを含み、
アーム姿勢維持手段が当接するアームの部分と、前記当接部との少なくともいずれか一方は、その外周面が曲面に形成されることを特徴とするロボット。 A transport robot that transports objects in the horizontal direction while holding the object to be transported.
The base,
An arm having one end connected to the base and displaceable with respect to the base;
Arm driving means for displacing the arm with respect to the base, and
Arm posture maintaining means that is connected to the base and abuts against the arm in a state where the other end of the arm is separated from the base in the horizontal direction, and provides a part of the force necessary to maintain the posture of the arm Because
A contact body including a flange portion in which a through hole is formed and a contact portion that contacts the arm;
An internal space is formed, the collar portion is accommodated in the internal space, and the abutment body is held via a sliding bearing so as to be displaceable in a predetermined displacement direction; and
A reaction force generating body that is accommodated in an internal space of the holding body and applies a reaction force according to a displacement amount of the contact body in the predetermined displacement direction to the contact body;
The force applied to the arm is set smaller than the maximum driving force of the arm driving means and can be adjusted,
Arm posture maintaining means for realizing damping performance with respect to movement of the contact body in the predetermined displacement direction by suppressing movement of air in the internal space of the holding body accompanying movement of the collar portion;
The robot characterized in that at least one of the arm portion with which the arm posture maintaining means abuts and the abutting portion has an outer peripheral surface formed in a curved surface .
基台に設けられる下部リンクと、
下部リンクの上方に設けられる上部リンクと、
下部リンクと上部リンクとを連結し、上部リンクおよび下部リンクに対して変位自在に設けられる第1アームと、
下部リンクと上部リンクとを連結し、上部リンクおよび下部リンクに対して変位自在に設けられる補助リンクと、
一端部が上部リンクに連結され、上部リンクに対して変位自在に設けられる第2アームと、
第1アームを下部リンクに対して変位駆動する第1アーム駆動手段と、
第2アームを上部リンクに対して変位駆動する第2アーム駆動手段とを含み、
アーム姿勢維持手段は、第2アームの他端部が上部リンクに対して水平方向に離反した状態で、第2アームに当接することを特徴とする請求項1に記載のロボット。 The base,
A lower link provided on the base,
An upper link provided above the lower link;
A first arm that connects the lower link and the upper link, and is displaceable with respect to the upper link and the lower link;
An auxiliary link that connects the lower link and the upper link, and is provided so as to be displaceable with respect to the upper link and the lower link;
A second arm having one end connected to the upper link and being displaceable with respect to the upper link;
First arm driving means for displacing and driving the first arm with respect to the lower link;
Second arm driving means for driving the second arm to move relative to the upper link;
The robot according to claim 1, wherein the arm posture maintaining means contacts the second arm in a state where the other end of the second arm is separated from the upper link in the horizontal direction.
第3アームに連結され、第3アームに対して変位自在に設けられる第4アームと、
第3アームを第2アームに対して変位駆動する第3アーム駆動手段と、
第4アームを第3アームに対して変位駆動する第4アーム駆動手段とをさらに含み、
第3アームおよび第4アームは、第2アームがアーム姿勢維持手段に当接した状態で変位自在に設けられることを特徴とする請求項2記載のロボット。 A third arm connected to the second arm and provided to be displaceable with respect to the second arm;
A fourth arm connected to the third arm and provided to be displaceable with respect to the third arm;
Third arm driving means for driving the third arm to move relative to the second arm;
And fourth arm driving means for driving the fourth arm to move relative to the third arm,
3. The robot according to claim 2, wherein the third arm and the fourth arm are displaceably provided in a state where the second arm is in contact with the arm posture maintaining means.
姿勢調整体を第4アームに対して変位駆動する姿勢調整体駆動手段とをさらに含むことを特徴とする請求項3記載のロボット。 A posture adjusting body, which is provided on the fourth arm so as to be displaceable and to which holding means for holding the object to be conveyed is mounted;
4. The robot according to claim 3 , further comprising posture adjusting body driving means for driving the posture adjusting body to move with respect to the fourth arm.
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